JPWO2010087361A1 - RTM molding method and method for producing fiber-reinforced resin molding - Google Patents

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Abstract

成形型を形成している複数の型の少なくとも一つの型に設けられた型の温度を調節する温度制御機構と、成形型のキャビティーへの流動性を有している状態にある樹脂の供給の開始および停止を行うバルブ機構とからなる成形型が用いられ、前記バルブ機構が、前記成形型に複数設けられ、該複数のバルブ機構のそれぞれに、該バルブ機構の温度を調節する一乃至複数の温度制御系統が設けられ、前記複数のバルブ機構から、前記流動性を有している状態にある樹脂が、前記キャビティーに供給され、前記キャビティー内に収容されている強化繊維基材に含浸されるRTM成形方法。A temperature control mechanism for adjusting the temperature of the mold provided in at least one of the plurality of molds forming the mold, and supply of resin in a state of having fluidity to the cavity of the mold And a plurality of the valve mechanisms are provided in the mold, and each of the plurality of valve mechanisms adjusts the temperature of the valve mechanism. The temperature control system is provided, and the resin having the fluidity is supplied from the plurality of valve mechanisms to the cavity, and is supplied to the reinforcing fiber base accommodated in the cavity. RTM molding method to be impregnated.

Description

本発明は、繊維強化樹脂(FRP)成形品のRTM(Resin Transfer Molding)成形方法に関し、特に、成形型内に樹脂を注入する工程を効率よく行いながら、表面品位に優れた成形品を得ることのできるRTM成形方法に関する。また、本発明は、このRTM成形方法を用いて繊維強化樹脂成形体を製造する繊維強化樹脂成形体の製造方法に関する。   The present invention relates to an RTM (Resin Transfer Molding) molding method for a fiber reinforced resin (FRP) molded article, and in particular, to obtain a molded article having excellent surface quality while efficiently performing a process of injecting a resin into a mold. The present invention relates to an RTM molding method that can be used. Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the fiber reinforced resin molded object which manufactures a fiber reinforced resin molded object using this RTM molding method.

FRP、中でも炭素繊維強化樹脂(CFRP)は、軽量、かつ、高い機械的特性を有する複合材料として、様々な分野での利用が進んでいる。FRPを成形する方法としては、予め強化繊維基材に樹脂を含浸させた中間材料であるプリプレグを、成形型の上に載置し、オートクレーブ内で、強化繊維基材に含浸している樹脂を固化させる方法が知られている。多くの場合、複数枚のプリプレグが、成形型の上に積層されて、載置される。   FRP, especially carbon fiber reinforced resin (CFRP), is being used in various fields as a composite material that is lightweight and has high mechanical properties. As a method for molding FRP, a prepreg, which is an intermediate material in which a reinforcing fiber base material is impregnated with a resin in advance, is placed on a mold, and the resin impregnating the reinforcing fiber base material in an autoclave is used. A method of solidifying is known. In many cases, a plurality of prepregs are stacked and placed on a mold.

しかし、近年は、成形型の上に、強化繊維織物等からなる強化繊維基材を載置し、成形型を閉じた後、成形型内を減圧して、流動性を有している状態にある熱硬化性樹脂、あるいは、流動性を有している状態にある熱可塑性樹脂を成形型のキャビティーに注入して、当該樹脂を強化繊維基材に含浸させ、当該樹脂を固化させるRTM成形方法が、短い成形サイクルで、高品質な成形品を得ることができるため、広く用いられるようになってきている(特許文献1)。樹脂が熱硬化性樹脂の場合は、前記用語「固化」に代えて、用語「硬化」が用いられる場合がある。   However, in recent years, a reinforcing fiber base material made of reinforcing fiber fabric or the like is placed on the mold, and after the mold is closed, the inside of the mold is decompressed to have fluidity. An RTM molding in which a thermosetting resin or a thermoplastic resin in a fluid state is injected into a cavity of a mold, the resin is impregnated into a reinforcing fiber base, and the resin is solidified Since the method can obtain a high-quality molded product in a short molding cycle, it has been widely used (Patent Document 1). When the resin is a thermosetting resin, the term “curing” may be used instead of the term “solidification”.

このようなRTM成形方法では、成形型のキャビティーへの樹脂注入口およびその近傍部分に、成形品を形成する樹脂が残留して固化するため、その除去に多大の時間を要するといった問題があった。この問題を解決するために、成形型における複数の型の合わせ面において、樹脂チューブを用いてキャビティーへ樹脂を注入し、樹脂の注入後、複数の型を閉じる際に、樹脂チューブを複数の型により挟圧する手法が提案されている。成形品を成形した後に、成形品が成形型から取り出されるとともに、内部に残留した樹脂が固化している樹脂チューブが取り出され、廃棄処分されていた。次回の成形には、新たな樹脂チューブが用いられる。この手法は、成形型の清掃作業の削減による成形サイクルの時間短縮を図る手法として提案されている(特許文献2)。   Such an RTM molding method has a problem in that the resin forming the molded product remains and solidifies at the resin injection port into the cavity of the molding die and its vicinity, so that it takes a long time to remove the resin. It was. In order to solve this problem, a resin tube is used to inject a resin into a cavity at a mating surface of a plurality of molds in a molding die, and a plurality of resin tubes are closed when the plurality of molds are closed after the resin is injected. A method of clamping with a mold has been proposed. After the molded product was molded, the molded product was taken out from the mold, and the resin tube in which the resin remaining inside was solidified was taken out and discarded. A new resin tube is used for the next molding. This technique has been proposed as a technique for shortening the molding cycle time by reducing the cleaning work of the mold (Patent Document 2).

しかし、この方法によっても、複数の型に挟圧された樹脂チューブは、成形型からの受熱により、内部に残留した樹脂が固化しており、次の樹脂注入には使用できない。そのため、成形サイクル毎に、樹脂チューブの交換作業や使用済み樹脂チューブの廃棄作業が必要となると云う問題がある。また、キャビティーに樹脂を注入する樹脂チューブは、成形型の複数の型の合わせ面にしか配置させることができない。従って、樹脂の流動距離が長くなる形状を有する成形品、例えば、広い表面積を有する成形品を成形する場合、強化繊維基材への樹脂の含浸時間の短縮化が困難であると云う問題がある。   However, even with this method, the resin tube sandwiched between the plurality of molds is solidified by the heat received from the mold, and cannot be used for the next resin injection. Therefore, there is a problem that a resin tube replacement operation or a used resin tube disposal operation is required for each molding cycle. Moreover, the resin tube which inject | pours resin to a cavity can be arrange | positioned only on the mating surface of the some type | mold of a shaping | molding die. Therefore, when molding a molded product having a shape in which the flow distance of the resin becomes long, for example, a molded product having a large surface area, there is a problem that it is difficult to shorten the impregnation time of the resin to the reinforcing fiber base. .

特開2007−007910号公報JP 2007-007910 A 特開2005−169786号公報JP 2005-169786 A

上記の従来技術における問題に鑑み、本発明の課題は、RTM成形方法において、使い捨ての樹脂チューブを用いることなく、成形型内部(すなわち、キャビティー)への樹脂の注入を可能にし、次の成形工程の開始に当たり、樹脂チューブの交換作業や使用済み樹脂チューブの廃棄作業を行うことなく、次の樹脂注入を行うことを可能にした、表面品位に優れる繊維強化樹脂成形体を得ることができるRTM成形方法の提供にある。   In view of the above problems in the prior art, the object of the present invention is to enable the injection of resin into the mold (that is, the cavity) without using a disposable resin tube in the RTM molding method. RTM that can obtain a fiber-reinforced resin molded article excellent in surface quality that enables the next resin injection without replacing the resin tube or disposing of the used resin tube at the start of the process. To provide a molding method.

更には、成形型の複数の型の合わせ面以外の位置において、複数の型の少なくとも一つの型に樹脂注入口を設けることにより、広い表面積を有する成形品の成形であっても、キャビティーに収容されている強化繊維基材への樹脂の含浸時間を短縮することができるRTM成形方法の提供にある。   Further, by providing a resin injection port in at least one of the plurality of molds at a position other than the mating surfaces of the plurality of molds, even in the molding of a molded product having a large surface area, An object of the present invention is to provide an RTM molding method capable of shortening the impregnation time of the resin into the contained reinforcing fiber base.

また、本発明の課題は、本発明に係るRTM成形方法を用いて繊維強化樹脂成形体を製造する繊維強化樹脂成形体の製造方法の提供にある。   Moreover, the subject of this invention exists in provision of the manufacturing method of the fiber reinforced resin molded object which manufactures a fiber reinforced resin molded object using the RTM molding method which concerns on this invention.

本発明に係るRTM成形方法は、次の通りである。   The RTM molding method according to the present invention is as follows.

(a)複数の型と、(b)該複数の型の少なくとも一つの型に設けられた型の温度を調節する温度制御機構と、(c)該複数の型を開閉する型開閉機構と、(d)前記複数の型が閉じられたとき、前記複数の型の内壁面間に形成されるキャビティーと、(e)該キャビティーに流動性を有している状態にある樹脂を供給する樹脂導入路と、(f)該樹脂導入路に設けられ、該樹脂導入路から前記キャビティーへの前記樹脂の供給の開始および停止を行うバルブ機構とからなる成形型が用いられ、(g)前記キャビティー内に強化繊維基材が収容された後、前記複数の型が前記型開閉機構により閉じられ、(h)前記複数の型が閉じられた後、前記樹脂が、前記樹脂導入路から前記バルブ機構を経て前記キャビティー内に供給され、(i)前記樹脂の供給が完了した後、前記バルブ機構により、前記樹脂の供給が停止せしめられ、(j)前記温度制御機構により、前記キャビティー内の前記強化繊維基材に含浸した前記樹脂が固まるように、前記キャビティー内の温度が調節され、(k)前記樹脂の固化が完了した後、前記型開閉機構により、前記複数の型の間を開放し、前記強化繊維基材と前記樹脂からなる繊維強化樹脂成形体を前記成形型から取り出してなるRTM成形方法において、
(l)前記バルブ機構が、前記成形型に複数設けられ、
(m)該複数のバルブ機構のそれぞれに、当該バルブ機構の温度を調節する一乃至複数の温度制御系統が設けられ、
(n)前記複数のバルブ機構から、前記流動性を有している状態にある樹脂が、前記キャビティー内に供給されるRTM成形方法。
(A) a plurality of molds, (b) a temperature control mechanism for adjusting the temperature of a mold provided in at least one of the plurality of molds, and (c) a mold opening / closing mechanism for opening and closing the plurality of molds, (D) When the plurality of molds are closed, a cavity formed between the inner wall surfaces of the plurality of molds, and (e) supplying resin in a fluid state to the cavities. A molding die comprising a resin introduction path and (f) a valve mechanism that is provided in the resin introduction path and starts and stops the supply of the resin from the resin introduction path to the cavity; (g) After the reinforcing fiber base is accommodated in the cavity, the plurality of molds are closed by the mold opening / closing mechanism, and (h) after the plurality of molds are closed, the resin is removed from the resin introduction path. Supplied to the cavity via the valve mechanism, (i) After the supply of fat is completed, the supply of the resin is stopped by the valve mechanism, and (j) the resin impregnated in the reinforcing fiber base in the cavity is solidified by the temperature control mechanism. The temperature in the cavity is adjusted, and (k) after the resin is solidified, the mold opening / closing mechanism opens the plurality of molds, and the fibers are made of the reinforcing fiber base and the resin. In the RTM molding method in which the reinforced resin molding is taken out of the mold,
(L) A plurality of the valve mechanisms are provided in the mold,
(M) Each of the plurality of valve mechanisms is provided with one or more temperature control systems for adjusting the temperature of the valve mechanism,
(N) The RTM molding method in which the resin having the fluidity is supplied from the plurality of valve mechanisms into the cavity.

本発明のRTM成形方法において、前記バルブ機構に設けられた一乃至複数の温度制御系統のうち少なくとも一つの系統に、温度調節用媒体を流動させ続けることにより、前記キャビティー内で、前記流動性を有している状態にある樹脂の固化が行われている際にも、前記樹脂導入路における樹脂の流動が停止されている状態において、前記樹脂導入路中に滞留している前記流動性を有している状態にある樹脂が、流動性を有している状態に保持されることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, the fluidity is controlled in the cavity by continuously flowing a temperature adjusting medium in at least one of the one or more temperature control systems provided in the valve mechanism. Even when the resin in a state of having a solidification is performed, the flowability of the resin staying in the resin introduction path in the state where the flow of the resin in the resin introduction path is stopped is reduced. It is preferable that the resin in the state which it has is hold | maintained in the state which has fluidity | liquidity.

本発明のRTM成形方法において、前記バルブ機構が、その一部である先端部において、前記型に埋設され、前記樹脂導入路の先端が、前記バルブ機構を経て前記キャビティーを形成する前記型の内壁面に開口するように前記型に設けられ、前記バルブ機構に設けられた一乃至複数の温度制御系統のうち少なくとも一つの系統が、前記樹脂導入路における樹脂の流動が停止している状態において、前記樹脂導入路中に前記流動性を有している状態にある樹脂が滞留する樹脂滞留部と前記バルブ機構の前記先端部との間に位置する系統であることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, the valve mechanism is embedded in the mold at a tip portion that is a part thereof, and the tip of the resin introduction path forms the cavity through the valve mechanism. In a state where at least one of the one or more temperature control systems provided in the mold so as to open to the inner wall surface and provided in the valve mechanism is stopped in the resin flow in the resin introduction path. It is preferable that the system is located between the resin retaining portion where the resin having the fluidity in the resin introduction path stays and the tip portion of the valve mechanism.

本発明のRTM成形方法において、前記樹脂滞留部と前記バルブ機構の先端部との間に位置する前記系統が、前記バルブ機構の内部に設けられた温度調節用媒体流路に温度調節用媒体を流す系統であり、当該温度調節用媒体により、前記バルブ機構を冷却することが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, the system located between the resin retaining portion and the tip end portion of the valve mechanism is provided with a temperature adjustment medium in a temperature adjustment medium flow path provided inside the valve mechanism. Preferably, the valve mechanism is cooled by the temperature adjusting medium.

本発明のRTM成形方法において、前記バルブ機構の前記先端部に、他の温度制御系統が配設され、該他の温度制御系統が、前記バルブ機構を加熱することが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, it is preferable that another temperature control system is disposed at the tip of the valve mechanism, and the other temperature control system heats the valve mechanism.

本発明のRTM成形方法において、前記バルブ機構の前記先端部の直径dと深さhが、d≦hの関係を満足していることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, it is preferable that a diameter d and a depth h of the tip portion of the valve mechanism satisfy a relationship of d ≦ h.

本発明のRTM成形方法において、前記複数のバルブ機構が、各々独立して開閉されることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, it is preferable that the plurality of valve mechanisms are independently opened and closed.

本発明のRTM成形方法において、前記成形型に設けられた温度制御機構が、前記バルブ機構の前記先端部の周辺部とその他の部分で異なる系統の温度制御機構からなることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, it is preferable that the temperature control mechanism provided in the mold includes a temperature control mechanism of a different system in the peripheral portion of the tip portion of the valve mechanism and other portions.

本発明のRTM成形方法において、前記成形型に設けられた温度制御機構のうち、前記バルブ機構の前記先端部の周辺部の温度制御機構が、前記バルブ機構の前記先端部を囲むように成形型に配設されていることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, among the temperature control mechanisms provided in the mold, the mold is such that the temperature control mechanism around the tip of the valve mechanism surrounds the tip of the valve mechanism. It is preferable that it is arrange | positioned.

本発明のRTM成形方法において、前記成形型に設けられた温度制御機構が、前記バルブ機構の前記先端部と前記型との界面からの距離Lが、L≦30mmの関係を満足する位置に配設されていることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, the temperature control mechanism provided in the molding die is arranged at a position where the distance L from the interface between the tip portion of the valve mechanism and the die satisfies the relationship of L ≦ 30 mm. It is preferable to be provided.

本発明のRTM成形方法において、前記複数のバルブ機構を含む前記樹脂導入路の複数が、同一の樹脂供給源に結合され、該樹脂供給源と前記バルブ機構をつなぐ前記複数の樹脂導入路に、前記キャビティー内に導入されるときの樹脂の温度より高い温度に、樹脂の温度を調節する供給樹脂温度調節機構が設けられ、該供給樹脂温度調節機構により、前記樹脂導入路の樹脂の温度を調節することが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, a plurality of the resin introduction paths including the plurality of valve mechanisms are coupled to the same resin supply source, and the plurality of resin introduction paths connecting the resin supply source and the valve mechanism to the resin introduction paths, A supply resin temperature adjusting mechanism for adjusting the temperature of the resin is provided at a temperature higher than the temperature of the resin when introduced into the cavity, and the temperature of the resin in the resin introduction path is adjusted by the supply resin temperature adjusting mechanism. It is preferable to adjust.

本発明のRTM成形方法において、前記強化繊維基材が、シート状であることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, the reinforcing fiber substrate is preferably in the form of a sheet.

本発明のRTM成形方法において、前記強化繊維基材が、その内部にコア材を有していることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, it is preferable that the reinforcing fiber base material has a core material therein.

本発明のRTM成形方法において、前記キャビティー内において、前記樹脂導入路の前記型の内壁面における開口位置と強化繊維基材との間に、前記キャビティー内における樹脂流路形成用のメディアが配置されていることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, in the cavity, there is a resin flow path forming medium in the cavity between the opening position on the inner wall surface of the mold of the resin introduction path and the reinforcing fiber substrate. It is preferable that they are arranged.

本発明のRTM成形方法において、前記メディアの厚みが、0.2乃至1mmであることが好ましい。   In the RTM molding method of the present invention, it is preferable that the thickness of the media is 0.2 to 1 mm.

本発明に係る繊維強化樹脂成形体の製造方法は、次の通りである。   The manufacturing method of the fiber reinforced resin molding which concerns on this invention is as follows.

本発明のRTM成形方法を用いて繊維強化樹脂成形体を製造する繊維強化樹脂成形体の製造方法。   The manufacturing method of the fiber reinforced resin molded object which manufactures a fiber reinforced resin molded object using the RTM molding method of this invention.

本発明に係るRTM成形方法によれば、成形型内に液状樹脂(流動性を有している状態にある樹脂)を注入し、成形型内で、当該樹脂を固化させるに際し、樹脂注入経路における液状樹脂の不都合な固化を防止でき、望ましい円滑な樹脂注入操作および円滑な樹脂注入の開始、停止動作が可能となる。また、注入樹脂の固化を防止できるので、使い捨ての樹脂チューブを用いなくても、樹脂流路の開閉が可能となる。したがって、成形サイクル全体の作業性を向上でき、成形品の生産性を向上できる。また、従来発生していた樹脂チューブ等の廃棄物を削減することも可能となる。   According to the RTM molding method of the present invention, when a liquid resin (resin in a state having fluidity) is injected into a molding die and the resin is solidified in the molding die, Inadequate solidification of the liquid resin can be prevented, and desired smooth resin injection operation and smooth start and stop operations of resin injection can be performed. Moreover, since the injection resin can be prevented from solidifying, the resin flow path can be opened and closed without using a disposable resin tube. Therefore, the workability of the entire molding cycle can be improved, and the productivity of the molded product can be improved. In addition, it is possible to reduce wastes such as resin tubes that have been generated conventionally.

また、このようなRTM成形方法を用いれば、成形型のキャビティーへの樹脂注入を円滑に行うことができ、繰返し成形を行う場合に、タクトタイムの短縮を図ることができ、FRP成形品の生産効率を大幅に高めることができる。   Further, if such an RTM molding method is used, the resin can be smoothly injected into the cavity of the molding die, and the tact time can be shortened when repeatedly molding, so that the FRP molded product can be reduced. Production efficiency can be greatly increased.

樹脂の固化と云う用語については、樹脂が熱硬化性樹脂の場合は、硬化と云う用語が通常用いられ、樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、凝固あるいは固化と云う用語が通常用いられている。   Regarding the term of resin solidification, when the resin is a thermosetting resin, the term of curing is usually used, and when the resin is a thermoplastic resin, the term of solidification or solidification is usually used.

図1は、本発明のRTM成形方法を実施するための成形型の一例の概略一部断面正面図である。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional front view of an example of a mold for carrying out the RTM molding method of the present invention. 図2は、図1に示した成形型におけるバルブ機構の樹脂導入路における樹脂が流動する状態(導入路の連通状態)を示す概略一部断面拡大正面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional enlarged front view showing a state in which resin flows in a resin introduction path of the valve mechanism in the molding die shown in FIG. 1 (communication state of the introduction path). 図3は、図2に示すバルブ機構の樹脂導入路における樹脂が流動しない状態(導入路の閉止状態)を示す概略一部断面拡大正面図である。3 is a schematic partial cross-sectional enlarged front view showing a state in which resin does not flow in the resin introduction path of the valve mechanism shown in FIG. 2 (closed state of the introduction path). 図4は、図1に示した成形型におけるバルブ機構の別の態様の一例の樹脂導入路における樹脂が流動しない状態(導入路の閉止状態)を示す概略一部断面正面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional front view showing a state where the resin does not flow in the resin introduction path as an example of another embodiment of the valve mechanism in the mold shown in FIG. 1 (closed state of the introduction path). 図5は、図3に示したバルブ機構に、好ましい寸法関係を追加表示したバルブ機構の概略一部断面正面図である。FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional front view of the valve mechanism in which a preferable dimensional relationship is additionally displayed on the valve mechanism shown in FIG. 図6は、図2に示されるバルブ機構の先端部の周辺部の2S−2S断面矢視概略平面図で、温度制御機構とバルブ機構の先端部との位置関係の一例を示す。FIG. 6 is a schematic plan view taken along the 2S-2S section of the periphery of the tip of the valve mechanism shown in FIG. 2, and shows an example of the positional relationship between the temperature control mechanism and the tip of the valve mechanism. 図7は、図6に示す温度制御機構の別の態様の概略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view of another aspect of the temperature control mechanism shown in FIG. 図8は、図6に示す温度制御機構の更に別の態様の概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of still another aspect of the temperature control mechanism shown in FIG. 図9は、図1に示した成形型の別の態様の概略一部断面正面図である。FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional front view of another embodiment of the mold shown in FIG. 1.

本発明のRTM成形方法を実施するために用いられる成形型の一態様が、図1に示される。図1において、成形型1Aは、複数の型、例えば、上型1と下型2を有する。複数の型1、2の少なくとも一つの型、例えば、上型1の内部には、型の温度を調節する温度制御機構5aが設けられている。この態様では、下型2の内部にも、温度制御機構5bが設けられている。これらの温度制御機構5a、5bは、例えば、上型1に埋設された温度調節用媒体が流動する媒体流路、あるいは、温度制御可能な電熱体(例えば、電気ヒータ)で形成される。   One embodiment of a mold used for carrying out the RTM molding method of the present invention is shown in FIG. In FIG. 1, the mold 1A has a plurality of molds, for example, an upper mold 1 and a lower mold 2. A temperature control mechanism 5 a for adjusting the temperature of the mold is provided in at least one of the plurality of molds 1, 2, for example, the upper mold 1. In this embodiment, the temperature control mechanism 5b is also provided inside the lower mold 2. These temperature control mechanisms 5a and 5b are formed by, for example, a medium flow path through which a temperature adjusting medium embedded in the upper mold 1 flows, or an electric heating element (for example, an electric heater) capable of controlling temperature.

図1に示す温度制御機構5a、5bは、温度調節用媒体が流動する媒体流路からなる。媒体流路には、成形型1Aの外部に設けられた媒体供給装置から供給され循環する媒体が流通される。媒体は、目的に応じて、加熱、あるいは、冷却されている。媒体としては、例えば、水や油が用いられる。   The temperature control mechanisms 5a and 5b shown in FIG. 1 include a medium flow path through which a temperature adjusting medium flows. In the medium flow path, a circulating medium supplied from a medium supply device provided outside the mold 1A is circulated. The medium is heated or cooled depending on the purpose. For example, water or oil is used as the medium.

成形型1Aは、複数の型1、2を開閉する型開閉機構1Bを有している。型開閉機構1Bは、下型2に取り付けられた昇降下盤23と、上型1に取り付けられた支柱22と、支柱22の上部に取り付けられた昇降上盤21と、昇降上盤21に取り付けられ、昇降上盤21を昇降させる昇降機構1Bdとからなる。この態様においては、昇降下盤23は、成形型1Aの基台(図示せず)に固定され、上下方向に移動しない。従って、下型2もその位置が固定されている。上型1が、下型2に対し、昇降機構1Bdにより離接する。これにより、上型1と下型2との間において、双方の型の開閉が行われる。上型1と下型2とのあわせ面において、下型2の上面に、シール用のO−リング17が設けられている。   The mold 1A includes a mold opening / closing mechanism 1B that opens and closes the plurality of molds 1 and 2. The mold opening / closing mechanism 1 </ b> B is attached to the elevating lower board 23 attached to the lower mold 2, the support 22 attached to the upper mold 1, the elevating upper board 21 attached to the upper part of the support 22, and the elevating upper board 21. And an elevating mechanism 1Bd for elevating the elevating upper board 21. In this embodiment, the lifting / lowering board 23 is fixed to the base (not shown) of the mold 1A and does not move in the vertical direction. Therefore, the position of the lower mold 2 is also fixed. The upper mold 1 is separated from the lower mold 2 by the lifting mechanism 1Bd. As a result, both the molds are opened and closed between the upper mold 1 and the lower mold 2. An O-ring 17 for sealing is provided on the upper surface of the lower mold 2 at the mating surface of the upper mold 1 and the lower mold 2.

成形型1Aに、キャビティー3に供給される流動性を有している状態にある樹脂(流動樹脂)の供給の開始および停止を行う複数のバルブ機構が設けられている。この態様においては、上型1に、キャビティー3に供給される流動性を有している状態にある樹脂(流動樹脂)の供給の開始および停止を行う複数のバルブ機構6A、6Bが設けられている。図示はされていないが、複数のバルブ機構は、上型1と下型2に、分散して設けられていても良い。   The molding die 1 </ b> A is provided with a plurality of valve mechanisms for starting and stopping the supply of resin (fluid resin) that has fluidity to be supplied to the cavity 3. In this embodiment, the upper mold 1 is provided with a plurality of valve mechanisms 6A and 6B that start and stop the supply of resin (fluid resin) that has fluidity to be supplied to the cavity 3. ing. Although not shown, the plurality of valve mechanisms may be provided in a distributed manner in the upper mold 1 and the lower mold 2.

この態様においては、それぞれのバルブ機構6A、6Bは、円柱からなるバルブ本体6aと、バルブ本体6aの内部に設けられた樹脂流路6bと、樹脂流路6aにおける樹脂の流通を開始したり停止したりするバルブ、例えば、ピストン10とで構成されている。   In this embodiment, each of the valve mechanisms 6A and 6B has a valve body 6a made of a cylinder, a resin flow path 6b provided inside the valve main body 6a, and starts or stops the flow of resin in the resin flow path 6a. And a valve, for example, a piston 10.

図2および図3に、図1におけるバルブ機構6Aを拡大した図が示される。図2は、図1に示した成形型1Aにおけるバルブ機構6Aの樹脂流路6bにおいて樹脂が流動する状態(流路の連通状態)を示す概略一部断面拡大正面図である。図3は、図2に示すバルブ機構6Aの樹脂流路6bにおいて樹脂が流動しない状態(流路の閉止状態)を示す概略一部断面拡大正面図である。   2 and 3 are enlarged views of the valve mechanism 6A in FIG. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional enlarged front view showing a state in which resin flows in the resin flow path 6b of the valve mechanism 6A in the mold 1A shown in FIG. 1 (flow path communication state). FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional enlarged front view showing a state where resin does not flow in the resin flow path 6b of the valve mechanism 6A shown in FIG. 2 (closed state of the flow path).

バルブ本体6aには、その上面から下面に貫通したピストン移動孔10aが設けられている。ピストン10は、ピストン移動孔10aに嵌合した状態で、上下に移動可能にバルブ本体6aに取り付けられている。ピストン10の上部は、ピストン駆動装置15に取り付けられている。ピストン駆動装置15は、昇降上盤21の下面に取り付けられている。   The valve body 6a is provided with a piston movement hole 10a penetrating from the upper surface to the lower surface. The piston 10 is attached to the valve body 6a so as to be movable up and down while being fitted in the piston moving hole 10a. The upper part of the piston 10 is attached to a piston driving device 15. The piston drive device 15 is attached to the lower surface of the elevating upper panel 21.

バルブ本体6aの内部に設けられた樹脂流路6bの入口6cは、バルブ本体6aの側周面に開口され、その出口6dは、バルブ本体6aの下面に開口されている。樹脂流路6bは、横方向を向く樹脂流路6b−1とそれに連通して上下方向を向く樹脂流路6b−2とからなる。この上下方向を向く樹脂流路6b−2とピストン移動孔10aの一部とは、一致している。これにより、ピストン10が下降し、横方向を向く樹脂流路6b−1を塞いだとき、横方向を向く樹脂流路6b−1から上下方向を向く樹脂流路6b−2への樹脂のキャビティー3への供給が停止される。この樹脂の供給が停止されたとき、樹脂流路6b−1が、樹脂が滞留する樹脂滞留部11となる。   An inlet 6c of a resin flow path 6b provided inside the valve body 6a is opened on a side peripheral surface of the valve body 6a, and an outlet 6d thereof is opened on a lower surface of the valve body 6a. The resin flow path 6b includes a resin flow path 6b-1 that faces in the horizontal direction and a resin flow path 6b-2 that communicates with the resin flow path 6b-1 and faces in the vertical direction. The resin flow path 6b-2 facing in the vertical direction coincides with a part of the piston moving hole 10a. As a result, when the piston 10 descends and blocks the resin flow path 6b-1 facing in the horizontal direction, the resin mold is transferred from the resin flow path 6b-1 facing in the horizontal direction to the resin flow path 6b-2 facing in the vertical direction. Supply to tee 3 is stopped. When the supply of this resin is stopped, the resin flow path 6b-1 becomes the resin retention part 11 where the resin stays.

バルブ本体6aの先端部6eは、上型1の上面から内壁面に貫通して上型1に設けられたバルブ機構取り付け孔1aに挿入され、上型1に埋設されている。バルブ本体6aの先端部6eよりも上側の部分、すなわち、バルブ本体6aの後端部6fは、上型1の上面より外側に位置している。後端部6fの外径は、先端部6eの外径より大きく、両者の間に段差が形成されている。後端部6fの下面と型1の上面との間に、シール用のO−リング14が設けられている。また、ピストン移動孔10aの上側開口の周囲に、シール用のO−リング6gが設けられている。   A distal end portion 6 e of the valve body 6 a is inserted into a valve mechanism mounting hole 1 a provided in the upper mold 1 so as to penetrate from the upper surface of the upper mold 1 to the inner wall surface, and is embedded in the upper mold 1. A portion above the front end portion 6 e of the valve main body 6 a, that is, a rear end portion 6 f of the valve main body 6 a is located outside the upper surface of the upper mold 1. The outer diameter of the rear end portion 6f is larger than the outer diameter of the front end portion 6e, and a step is formed between the two. An O-ring 14 for sealing is provided between the lower surface of the rear end 6f and the upper surface of the mold 1. An O-ring 6g for sealing is provided around the upper opening of the piston moving hole 10a.

樹脂流路6b−1(樹脂滞留部11)は、バルブ本体6aの先端部6eより上側のバルブ本体6aの後端部6fに位置しているが、先端部6eが上型1に埋設されているため、上型1の温度の影響を受け易い状態にある。すなわち、樹脂が、熱硬化性樹脂の場合、キャビティー3において、当該熱硬化性樹脂を硬化させるために、温度制御機構5a、5bにおいて採用される温度は、熱硬化性樹脂が硬化する温度となるため、その温度に相当する熱が、バルブ本体6aの先端部6eから樹脂滞留部11へと伝熱し、樹脂滞留部11に滞留している樹脂をも、硬化させる可能性が大となる。   The resin flow path 6b-1 (resin retaining portion 11) is located at the rear end 6f of the valve main body 6a above the front end 6e of the valve main body 6a, but the front end 6e is embedded in the upper mold 1. Therefore, it is easily affected by the temperature of the upper mold 1. That is, when the resin is a thermosetting resin, the temperature employed in the temperature control mechanisms 5a and 5b in order to cure the thermosetting resin in the cavity 3 is the temperature at which the thermosetting resin is cured. Therefore, heat corresponding to the temperature is transferred from the tip portion 6e of the valve body 6a to the resin staying portion 11, and the resin staying in the resin staying portion 11 is likely to be cured.

他方、樹脂が、熱可塑性樹脂の場合、キャビティー3において、当該熱可塑性樹脂を固化させるために、温度制御機構5a、5bにおいて採用される温度は、熱可塑性樹脂が固化する温度となるため、その温度に相当する熱が、バルブ本体6aの先端部6eから樹脂滞留部11へと伝熱し、樹脂滞留部11に滞留している樹脂をも、固化させる可能性が大となる。   On the other hand, when the resin is a thermoplastic resin, the temperature employed in the temperature control mechanisms 5a and 5b to solidify the thermoplastic resin in the cavity 3 is a temperature at which the thermoplastic resin is solidified. Heat corresponding to the temperature is transferred from the tip portion 6e of the valve body 6a to the resin staying portion 11, and the possibility that the resin staying in the resin staying portion 11 is solidified is increased.

これらの可能性を極力排除し、樹脂滞留部11における樹脂の流動性を維持し、次の成形工程の開始に際し、樹脂のキャビティー3への供給が直ちに開始可能にするため、成形型1Aの複数のバルブ機構6A、6Bのそれぞれには、それぞれの温度を調節可能にする一乃至複数の温度制御系統12a、12bが設けられている。各温度制御系統12a、12bは、例えば、バルブ本体6aに埋設された温度調節用媒体が流動する媒体流路、あるいは、温度制御可能な電熱体(例えば、電気ヒータ)で形成される。   In order to eliminate these possibilities as much as possible, maintain the fluidity of the resin in the resin retaining portion 11 and immediately start the supply of the resin to the cavity 3 at the start of the next molding step. Each of the plurality of valve mechanisms 6A and 6B is provided with one or more temperature control systems 12a and 12b that can adjust the respective temperatures. Each temperature control system 12a, 12b is formed by, for example, a medium flow path through which a temperature adjusting medium embedded in the valve body 6a flows, or an electric heating element (for example, an electric heater) capable of temperature control.

図1に示す温度制御系統12a、12bは、温度調節用媒体が流動する媒体流路からなる。媒体流路には、バルブ機構6A、6bの外部に設けられた媒体供給装置から供給され循環する媒体が流通される。媒体は、目的に応じて、加熱、あるいは、冷却されている。媒体としては、例えば、水や油が用いられる。   The temperature control systems 12a and 12b shown in FIG. 1 include medium flow paths through which a temperature adjusting medium flows. A medium that is supplied and circulated from the medium supply device provided outside the valve mechanisms 6A and 6b circulates in the medium flow path. The medium is heated or cooled depending on the purpose. For example, water or oil is used as the medium.

成形型1Aにおいて、バルブ機構6Aにおけるバルブ本体6aの樹脂の入口6cには、流動性を有する状態にある樹脂Rmの樹脂供給枝管1Caが接続され、バルブ機構6Aと同様の構造からなるバルブ機構6Bの樹脂の入口には、流動性を有する状態にある樹脂Rmの樹脂供給枝管1Cbが接続され、これらの樹脂供給枝管1Ca、1Cbは、それらの上流側において、一本の樹脂供給主管1Cに接続されている。樹脂供給主管1Cは、流動性を有する状態にある樹脂Rmの供給源(図示せず)に結合されている。   In the molding die 1A, a resin supply branch pipe 1Ca of a resin Rm in a fluid state is connected to a resin inlet 6c of the valve body 6a in the valve mechanism 6A, and the valve mechanism has the same structure as the valve mechanism 6A. The resin supply branch pipe 1Cb of the resin Rm in a fluid state is connected to the inlet of the resin 6B, and these resin supply branch pipes 1Ca and 1Cb are connected to one resin supply main pipe on the upstream side thereof. Connected to 1C. The resin supply main pipe 1C is coupled to a supply source (not shown) of the resin Rm in a fluid state.

成形型1Aにおいて、キャビティー3内に、強化繊維基材4が収容された後、複数の型1、2が型開閉機構1Bにより閉じられ、複数の型1、2が閉じられた後、樹脂Rmが、樹脂供給枝管1Caからバルブ機構6Aを経てキャビティー3内に供給される。同様に、樹脂Rmが、樹脂供給枝管1Cbからバルブ機構6Bを経てキャビティー3内に供給される。キャビティー3内への樹脂Rmの供給が完了した後、バルブ機構6A、6Bにより、樹脂Rmの供給が停止せしめられる。これと同時に、あるいは、その後、キャビティー3内の強化繊維基材4に含浸した樹脂Rmが固化するように、キャビティー3内の温度が、温度制御機構5a、5bにより制御され、樹脂Rmの固化が完了した後、型開閉機構1Bにより、複数の型1、2の間が開放され、強化繊維基材4と固化した樹脂からなる繊維強化樹脂成形体FRP1が成形型1Aから取り出される。   In the mold 1A, after the reinforcing fiber base 4 is accommodated in the cavity 3, the molds 1 and 2 are closed by the mold opening / closing mechanism 1B, and the molds 1 and 2 are closed. Rm is supplied from the resin supply branch pipe 1Ca into the cavity 3 through the valve mechanism 6A. Similarly, the resin Rm is supplied from the resin supply branch pipe 1Cb into the cavity 3 via the valve mechanism 6B. After the supply of the resin Rm into the cavity 3 is completed, the supply of the resin Rm is stopped by the valve mechanisms 6A and 6B. At the same time or thereafter, the temperature in the cavity 3 is controlled by the temperature control mechanisms 5a and 5b so that the resin Rm impregnated in the reinforcing fiber base 4 in the cavity 3 is solidified, and the resin Rm After the solidification is completed, the mold opening / closing mechanism 1B opens the plurality of molds 1 and 2, and the fiber reinforced resin molded body FRP1 made of the solidified resin and the reinforcing fiber base 4 is taken out from the mold 1A.

このRTM成形方法に用いられる成形型1Aにおいて、バルブ機構が、成形型1Aに複数配置されている。成形型の大きさにもよるが、図1の成形型1Aにおいては、上型1の中央から左右の等しい距離の位置に、同じ構成からなるバルブ機構6A、6Bが、配置されている。成形する成形品の表面積が大きい場合は、上型1に、更に多くのバルブ機構が配設される。また、成形する成形品の厚みが厚い場合は、下型2にも、バルブ機構が配設される。   In the molding die 1A used in this RTM molding method, a plurality of valve mechanisms are arranged on the molding die 1A. Although depending on the size of the molding die, in the molding die 1A of FIG. 1, valve mechanisms 6A and 6B having the same configuration are arranged at equal left and right distances from the center of the upper die 1. When the surface area of the molded product to be molded is large, more valve mechanisms are arranged in the upper mold 1. Further, when the molded product to be molded is thick, a valve mechanism is also provided in the lower mold 2.

このRTM成形方法に用いられる成形型1Aにおいて、一方のバルブ機構6Aに、バルブ機構6Aの温度を調節する一乃至複数の温度制御系統12aが設けられている。更に、他方のバルブ機構6Bに、バルブ機構6Bの温度を調節する一乃至複数の温度制御系統12bが設けられている。   In the molding die 1A used in this RTM molding method, one valve mechanism 6A is provided with one or more temperature control systems 12a for adjusting the temperature of the valve mechanism 6A. Furthermore, one or a plurality of temperature control systems 12b for adjusting the temperature of the valve mechanism 6B is provided in the other valve mechanism 6B.

成形型1Aの各型1、2は、必要なキャビティー3の形状を加工できる材質であれば、どのようなものを用いても良いが、金属材料を用いると、温度制御機構5a、5bによって型1、2の温度を効率的に調節できるので好ましい。金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、亜鉛合金が適用できる。   Each of the molds 1 and 2 of the mold 1A may be any material as long as the necessary shape of the cavity 3 can be processed, but if a metal material is used, the temperature control mechanisms 5a and 5b This is preferable because the temperatures of the molds 1 and 2 can be adjusted efficiently. As the metal, for example, aluminum, iron, or zinc alloy can be applied.

バルブ機構のバルブ本体6aの材質は、伝熱などを考慮し、金属であることが好ましい。ピストン移動孔10aの壁面およびピストン10の表面は、磨耗を防いだり、樹脂の固着を防ぐために、表面処理が施されていることが好ましい。表面処理としては、例えば、窒化処理がある。   The material of the valve body 6a of the valve mechanism is preferably a metal in consideration of heat transfer and the like. The wall surface of the piston moving hole 10a and the surface of the piston 10 are preferably subjected to a surface treatment in order to prevent wear and to prevent the resin from sticking. As the surface treatment, for example, there is a nitriding treatment.

ピストン10の先端は、流路閉止時には、ピストン移動孔10aの先端(樹脂流路6b−2の先端)、すなわち、上型1の内壁面にまで到達し、ピストン10の先端がキャビティー3を形成する面と連続した形状となるよう設計されていれば、成形される繊維強化樹脂成形体の表面に、ピストン移動孔10a(樹脂流路6b−2)の痕が残らないので好ましい。   When the flow path is closed, the front end of the piston 10 reaches the front end of the piston moving hole 10a (the front end of the resin flow path 6b-2), that is, the inner wall surface of the upper mold 1, and the front end of the piston 10 passes through the cavity 3. If it is designed to have a shape that is continuous with the surface to be formed, it is preferable because the trace of the piston moving hole 10a (resin channel 6b-2) does not remain on the surface of the molded fiber-reinforced resin molded body.

バルブ機構に設けられている少なくとも一つの温度制御系統は、後端部6fにおける樹脂滞留部11と先端部6eとの間に配設されていることが好ましい。これにより、バルブ本体6aが型1に埋設されている部分(先端部6e)の温度の影響が樹脂滞留部11へと及ぶことが、効率的に抑制される。すなわち、成形型から受熱する埋設部分(先端部6e)は成形型と同等の温度であっても、埋設部分(先端部6e)の温度をこの温度制御系統によって遮断することができ、樹脂滞留部11は、樹脂の流動性が維持される温度に保持される。従って、樹脂流路6b−1内における樹脂の固化(硬化)による流路の閉塞が発生しないために、固化した樹脂の除去作業を必要とせず、次回の成形に直ちに移行することができ、生産性に優れる連続的な成形品の成形が可能となる。   It is preferable that at least one temperature control system provided in the valve mechanism is disposed between the resin staying part 11 and the front end part 6e in the rear end part 6f. Thereby, it is efficiently suppressed that the influence of the temperature of the portion (tip portion 6 e) where the valve body 6 a is embedded in the mold 1 reaches the resin retention portion 11. That is, even if the embedded portion (tip portion 6e) that receives heat from the mold is at the same temperature as the mold, the temperature of the embedded portion (tip portion 6e) can be blocked by this temperature control system, and the resin retaining portion 11 is held at a temperature at which the fluidity of the resin is maintained. Therefore, since the blockage of the flow path due to the solidification (curing) of the resin in the resin flow path 6b-1 does not occur, it is possible to immediately shift to the next molding without the need for the work of removing the solidified resin. It becomes possible to form a continuous molded product having excellent properties.

特に、樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、成形型、供給された樹脂の硬化を促進するために加熱されているために、成形型と接触しているバルブ機構の埋設部分も成形型からの受熱により高温状態となる。埋設部分が高温であるため、バルブ機構の他の部分へと伝熱が進み、バルブ機構全体が高温になる傾向にある。この問題は、樹脂滞留部とバルブ機構の成形型へ埋設された部分との間に位置する温度制御系統によって、バルブ機構を冷却することで、埋設部分からの伝熱が遮断されるので、樹脂滞留部は低温に保たれ樹脂の硬化反応が抑制されるので、好ましい。   In particular, when the resin is a thermosetting resin, since the mold is heated to accelerate the curing of the supplied resin, the embedded portion of the valve mechanism that is in contact with the mold is also a mold. It becomes a high-temperature state by receiving heat from. Since the embedded portion is hot, heat transfer proceeds to other parts of the valve mechanism, and the entire valve mechanism tends to be hot. This problem is caused by cooling the valve mechanism by the temperature control system located between the resin retaining part and the part embedded in the mold of the valve mechanism, so that heat transfer from the embedded part is blocked. The staying part is preferable because it is kept at a low temperature and the curing reaction of the resin is suppressed.

一方、温度制御系統による冷却作用によって、バルブ機構の成形型へ埋設された部分も冷却され、更には埋設部と接触している成形型の周辺部分の温度が低下する場合がある。キャビティーを形成する型の内壁面の温度が低下した場合には、樹脂の硬化時間が長くなったり、硬化状態の悪化によって繊維強化樹脂成形体の表面品位が悪化したりすることがある。   On the other hand, the portion embedded in the mold of the valve mechanism is also cooled by the cooling action by the temperature control system, and the temperature of the peripheral portion of the mold that is in contact with the embedded portion may decrease. When the temperature of the inner wall surface of the mold forming the cavity is lowered, the curing time of the resin may be prolonged, or the surface quality of the fiber reinforced resin molded product may be deteriorated due to the deterioration of the cured state.

この問題の解決が必要となる場合は、バルブ機構の成形型に埋設されている部分に、他の温度制御系統13を配設するのが良い。この他の温度制御系統13がバルブ機構に設けられている一態様が、図4に示される。図4に示されるバルブ機構46Aは、他の温度制御系統13の部分を除く他の部分は、図2に示すバルブ機構6Aと同じ構造を有している。図4において、図2に示される部品と同じ部品には、図2に示される部品番号と同じ番号が付されている。   When it is necessary to solve this problem, another temperature control system 13 may be provided in a portion embedded in the mold of the valve mechanism. One mode in which the other temperature control system 13 is provided in the valve mechanism is shown in FIG. The valve mechanism 46A shown in FIG. 4 has the same structure as the valve mechanism 6A shown in FIG. 2 except for other parts of the temperature control system 13. 4, parts that are the same as the parts shown in FIG. 2 are given the same numbers as the part numbers shown in FIG.

図4に示すバルブ機構46Aにおいて、温度制御系統13は、バルブ機構46Aの先端部6eを加熱するタイプである。成形型に埋設されている部分(先端部6e)を加熱することにより、キャビティー3を形成している型1の内壁面の温度低下が防止される。これにより、樹脂の硬化時間が長くなったり、成形品の表面品位が悪化したりすることが防止される。   In the valve mechanism 46A shown in FIG. 4, the temperature control system 13 is of a type that heats the tip 6e of the valve mechanism 46A. By heating the portion (tip portion 6e) embedded in the molding die, temperature drop of the inner wall surface of the die 1 forming the cavity 3 is prevented. As a result, it is possible to prevent the curing time of the resin from being prolonged and the surface quality of the molded product from being deteriorated.

図4には、この温度制御系統13が先端部6eの内側に埋設されている場合が示されているが、先端部6eの外周壁部分に配設されていても良いし、あるいは、ピストン10に配設されていても良い。温度制御系統13としては、熱媒流通する媒体流路に熱媒、例えば、水、蒸気、油などの熱媒を流すタイプを用いることができる。また、加熱する部分に電気ヒータを配設し通電するタイプであっても良い。電気ヒータを用いれば、小さいスペースで温度制御系統13を設置でき、バルブ機構が大型化することが防げるので好ましい。   Although FIG. 4 shows the case where the temperature control system 13 is embedded inside the tip end portion 6e, it may be disposed on the outer peripheral wall portion of the tip end portion 6e, or the piston 10 It may be arranged. As the temperature control system 13, a type in which a heat medium such as water, steam, oil, or the like flows through a medium flow path through which the heat medium flows can be used. Moreover, the type which arrange | positions an electric heater in the part to heat, and energizes may be sufficient. Use of an electric heater is preferable because the temperature control system 13 can be installed in a small space and the valve mechanism can be prevented from becoming large.

図5に、図3に示されるバルブ機構6Aにおける先端部6eの好ましい寸法関係を追加表示したバルブ機構形状示される。図5において、バルブ機構6Aの成形型に埋設されている部分(先端部6e)の直径がd(mm)で示され、型1に埋設された深さがh(mm)で示される。直径dと深さhとは、d≦hなる関係を満足していることが好ましい。   FIG. 5 shows a valve mechanism shape additionally displaying a preferable dimensional relationship of the tip portion 6e in the valve mechanism 6A shown in FIG. In FIG. 5, the diameter of the portion (tip portion 6e) embedded in the molding die of the valve mechanism 6A is indicated by d (mm), and the depth embedded in the die 1 is indicated by h (mm). It is preferable that the diameter d and the depth h satisfy the relationship d ≦ h.

先端部6eは、樹脂滞留部11と先端部6eの間に設けられている温度制御系統12aによる温度調節作用、および、型1からの受熱作用を受けている。直径d(mm)が大きい場合には、温度制御系統12aによる冷却作用は、先端部6eにまで伝わりやすくなるのに対して、型1からの受熱が先端部6eの中心部分まで十分に伝わらず、中心部分の温度が低下しやすい。加えて、型1における先端部6eの周辺部分は、温度制御系統12aからの冷却作用を受けて、温度が低下しやすい。その結果、樹脂の硬化時間が長くなったり、硬化状態が悪化して、成形品の表面品位が悪くなったりする。   The tip portion 6 e is subjected to a temperature adjusting action by the temperature control system 12 a provided between the resin staying portion 11 and the tip portion 6 e and a heat receiving action from the mold 1. When the diameter d (mm) is large, the cooling action by the temperature control system 12a is easily transmitted to the tip portion 6e, whereas the heat received from the mold 1 is not sufficiently transmitted to the center portion of the tip portion 6e. , The temperature of the central part tends to decrease. In addition, the peripheral portion of the tip portion 6e in the mold 1 is subject to a cooling action from the temperature control system 12a, and the temperature is likely to decrease. As a result, the curing time of the resin becomes long, the cured state deteriorates, and the surface quality of the molded product deteriorates.

上記の関係d≦hが満足されていると、直径d(mm)に対して先端部6eと型1との接触面が大きくなるために、温度制御系統12aによる冷却作用が、先端部6eまで伝わりにくくなることに加え、型1における先端部6eの周辺部が、温度制御系統12aにより冷却される作用が小さくなり、キャビティー3を形成する型1の内壁面の温度低下が生じにくくなるため、樹脂の硬化状態が良好となり、表面品位に優れる成形品を短時間で得ることができる。バルブ機構の型に埋設された部分(先端部)の先端面が、キャビティーを形成する型の内壁面と一致していることが好ましい。   When the above relation d ≦ h is satisfied, the contact surface between the tip 6e and the mold 1 becomes larger with respect to the diameter d (mm), and therefore the cooling action by the temperature control system 12a is performed up to the tip 6e. In addition to being difficult to transmit, the peripheral portion of the tip 6e in the mold 1 is less cooled by the temperature control system 12a, and the temperature of the inner wall surface of the mold 1 forming the cavity 3 is less likely to be lowered. Further, the cured state of the resin becomes good, and a molded product having excellent surface quality can be obtained in a short time. It is preferable that the tip surface of the portion (tip portion) embedded in the valve mechanism mold coincides with the inner wall surface of the mold forming the cavity.

複数のバルブ機構は、成形型を形成する複数の型のうちのいずれの型に設けられていても良い。複数のバルブ機構が成形型に設けられていることにより、広い表面積を有するキャビティーであっても、キャビティーに複数のバルブ機構から効率よく樹脂を注入できるために、強化繊維基材への樹脂の含浸時間の大幅な短縮が可能となる。複数のバルブ機構は、全数が一つの型に配設されていても、複数の型に分かれて配設されていても良い。また、各バルブ機構の樹脂流路は、同時に開閉されても良いし、キャビティー内の強化繊維基材への樹脂の含浸状態に合わせて、異なった時機に開閉されても良い。   The plurality of valve mechanisms may be provided in any of the plurality of molds forming the mold. By providing a plurality of valve mechanisms in the mold, it is possible to efficiently inject resin from the plurality of valve mechanisms into the cavity even in a cavity having a large surface area. It is possible to significantly reduce the impregnation time. The plurality of valve mechanisms may be arranged in a single mold or may be divided into a plurality of molds. In addition, the resin flow paths of the valve mechanisms may be opened and closed at the same time, or may be opened and closed at different times according to the state of the resin impregnated into the reinforcing fiber base in the cavity.

成形型に設けられた温度制御機構が、バルブ機構の型に埋設されている部分(バルブ機構の先端部)の周辺部とその他の部分で、異なる系統の温度制御機構からなることが好ましい。この態様を、図1、2の成形型を用いて説明する。すなわち、この態様においては、型1におけるバルブ機構6Aの先端部6eの周辺部が、温度制御機構5aとは異なる温度制御機構5a−1により温度調節され、その他の部分が、温度制御機構5aにより温度調節されることになる。   It is preferable that the temperature control mechanism provided in the mold includes a temperature control mechanism of a different system in the peripheral portion of the portion embedded in the valve mechanism die (the tip portion of the valve mechanism) and other portions. This aspect will be described using the mold shown in FIGS. That is, in this aspect, the temperature of the peripheral portion of the tip portion 6e of the valve mechanism 6A in the mold 1 is adjusted by the temperature control mechanism 5a-1 different from the temperature control mechanism 5a, and the other portions are controlled by the temperature control mechanism 5a. The temperature will be adjusted.

バルブ機構は、樹脂滞留部での樹脂の硬化を防止するために、温度制御系統によって、樹脂が硬化しない温度に制御される。一方、成形型は、温度制御機構によって、樹脂が迅速かつ十分に硬化する温度に制御される。しかし、バルブ機構の一部が埋設されている箇所の周辺部分においては、当該周辺部が、バルブ機構の温度の影響を受け、当該周辺部の温度が、樹脂の硬化に適した温度からずれる場合がある。成形型の一般部とバルブ機構が埋設された周辺部とを、別系統の温度制御機構で温度調節することにより、それぞれの位置において、樹脂の硬化に適した温度を実現することができる。成形型の一般部とは、バルブ機構の存在による温度分布の影響を受けない部分であり、キャビティーを形成する型の内壁面において、バルブ機構の中心から概ね50mm以上離れた場所を云う。   The valve mechanism is controlled to a temperature at which the resin is not cured by the temperature control system in order to prevent the resin from being cured at the resin retaining portion. On the other hand, the mold is controlled to a temperature at which the resin quickly and sufficiently cures by a temperature control mechanism. However, in the peripheral part where a part of the valve mechanism is embedded, the peripheral part is affected by the temperature of the valve mechanism, and the temperature of the peripheral part deviates from a temperature suitable for resin curing. There is. By adjusting the temperature of the general part of the mold and the peripheral part in which the valve mechanism is embedded by using a temperature control mechanism of a separate system, it is possible to achieve a temperature suitable for resin curing at each position. The general part of the mold is a part that is not affected by the temperature distribution due to the presence of the valve mechanism, and refers to a location that is approximately 50 mm or more away from the center of the valve mechanism on the inner wall surface of the mold forming the cavity.

成形型のバルブ機構の一部が埋設された周辺部分の温度制御機構の系統は、バルブ機構の一部が埋設された部分を囲むように、成形型に配設されていることが好ましい。この態様の三つの例が、図6、図7、および、図8に示される。バルブ機構の一部が埋設された部分を囲むように温度制御機構が配設されていることで、バルブ機構が埋設された部分の周辺部の型1の内壁面の温度とキャビティー3の温度とを、ほぼ同一に保つことができる。   The system of the temperature control mechanism in the peripheral portion in which a part of the valve mechanism of the molding die is embedded is preferably disposed in the molding die so as to surround the portion in which the valve mechanism is partially embedded. Three examples of this aspect are shown in FIGS. 6, 7 and 8. FIG. Since the temperature control mechanism is disposed so as to surround the part where the valve mechanism is embedded, the temperature of the inner wall surface of the mold 1 and the temperature of the cavity 3 around the part where the valve mechanism is embedded. Can be kept substantially the same.

図6において、バルブ機構の先端部6eの周辺部における型1に、先端部6eを挟んで、二つの互いに平行な温度制御機構5a−1が配設されている。温度制御機構5a−1は、先端部6eの外周面への最短距離Lをもって、位置している。図7において、バルブ機構の先端部6eの周辺部における型1に、先端部6eを中心として、四つの温度制御機構5a−2が配設されている。温度制御機構5a−2は、先端部6eの外周面への最短距離Lをもって、位置している。図8において、バルブ機構の先端部6eの周辺部における型1に、先端部6eを中心として、U字状に一つの温度制御機構5a−3が配設されている。温度制御機構5a−3は、先端部6eの外周面への最短距離Lをもって、位置している。   In FIG. 6, two parallel temperature control mechanisms 5 a-1 are disposed on the mold 1 around the tip portion 6 e of the valve mechanism with the tip portion 6 e interposed therebetween. The temperature control mechanism 5a-1 is located with the shortest distance L to the outer peripheral surface of the tip end portion 6e. In FIG. 7, four temperature control mechanisms 5a-2 are disposed around the tip 6e in the mold 1 around the tip 6e of the valve mechanism. The temperature control mechanism 5a-2 is located with the shortest distance L to the outer peripheral surface of the tip 6e. In FIG. 8, one temperature control mechanism 5a-3 is disposed in a U shape around the tip 6e in the mold 1 in the periphery of the tip 6e of the valve mechanism. The temperature control mechanism 5a-3 is located with the shortest distance L to the outer peripheral surface of the tip 6e.

これらの最短距離Lは、L≦30mmの関係を満足していることが好ましい。最短距離Lが30mmを超えると、成形型の温度制御機構による温度制御作用がバルブ機構の先端部6eまで十分に届かず、キャビティーにおける樹脂の硬化状態が悪くなることがある。最短距離Lが30mm以下であれば、成形型の温度制御機構による温度制御作用がバルブ機構の先端部6eにまで十分に作用し、キャビティーにおける樹脂が迅速かつ良好に硬化し、表面品位に優れた繊維強化樹脂成形体が得られる。最短距離Lが5mm未満では、温度制御機構を型1内に配設するための型の加工が困難になり、設備費用が高くなったり、あるいは、加工時の変形により型1とバルブ機構の先端部6eとの界面に隙間が生じ、キャビティーから樹脂が漏れやすくなったりするので好ましくない。   These shortest distances L preferably satisfy the relationship of L ≦ 30 mm. When the shortest distance L exceeds 30 mm, the temperature control action by the temperature control mechanism of the mold does not sufficiently reach the tip end portion 6e of the valve mechanism, and the cured state of the resin in the cavity may deteriorate. If the shortest distance L is 30 mm or less, the temperature control action by the temperature control mechanism of the mold sufficiently works to the tip 6e of the valve mechanism, the resin in the cavity is cured quickly and well, and the surface quality is excellent. A fiber-reinforced resin molded product is obtained. If the shortest distance L is less than 5 mm, it becomes difficult to process the mold for disposing the temperature control mechanism in the mold 1, and the cost of the equipment increases, or the mold 1 and the tip of the valve mechanism are deformed due to deformation during processing. It is not preferable because a gap is generated at the interface with the portion 6e and the resin easily leaks from the cavity.

本発明のRTM成形方法の実施に際し用いられる強化繊維基材を形成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、金属繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維がある。これらの繊維は、単独、あるいは、組み合わせて用いることができる。これらの中で、機械的特性に優れる炭素繊維が好ましく用いられる。強化繊維基材の形態としては、例えば、強化繊維が一方向に配列されたシート、強化繊維からなる織物、不織布がある。   Examples of the reinforcing fiber that forms the reinforcing fiber base used in carrying out the RTM molding method of the present invention include carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, metal fiber, boron fiber, alumina fiber, and silicon carbide fiber. These fibers can be used alone or in combination. Among these, carbon fibers having excellent mechanical properties are preferably used. Examples of the form of the reinforcing fiber base include a sheet in which reinforcing fibers are arranged in one direction, a woven fabric made of reinforcing fibers, and a nonwoven fabric.

強化繊維基材は、強化繊維以外に、樹脂の流動を促進する樹脂流動メディアをその内部あるいは外部に伴っていても良い。通常、強化繊維基材の複数枚が、型の内壁面に、キャビティーの形状に沿うように配置される、あるいは、事前に、複数枚の強化繊維基材が積層され、一定の形状に賦形されたプリフォームが作成され、このプリフォームが型の内壁面に、キャビティーの形状に沿うように配置される。樹脂流動メディアとしては、従来知られている樹脂流動メディアが用いられる。   In addition to the reinforcing fibers, the reinforcing fiber base material may be accompanied by a resin flow medium that promotes resin flow inside or outside. Usually, a plurality of reinforcing fiber substrates are arranged on the inner wall surface of the mold so as to follow the shape of the cavity, or a plurality of reinforcing fiber substrates are laminated in advance and applied to a certain shape. A shaped preform is created and this preform is placed on the inner wall of the mold so as to follow the shape of the cavity. Conventionally known resin fluid media are used as the resin fluid media.

本発明に係るRTM成形方法は、繊維強化樹脂とコア材との積層構造を有する繊維強化樹脂成形体を成形する際にも用いることができる。このような繊維強化樹脂成形体としては、例えば、コア材の両側に繊維強化樹脂層を配置したサンドイッチ構造体がある。コア材としては、例えば、弾性体、発泡材、ハニカム材がある。軽量化のためには、発泡材やハニカム材が好ましく用いられる。発泡材としては、ポリウレタン、アクリル、ポリスチレン、ポリイミド、塩化ビニル、フェノールなどの高分子材料からなる発泡材がある。ハニカム材としては、例えば、アルミニウム合金、紙、アラミドペーパーから形成されたハニカム構造材がある。   The RTM molding method according to the present invention can also be used when molding a fiber reinforced resin molded body having a laminated structure of a fiber reinforced resin and a core material. An example of such a fiber reinforced resin molded body is a sandwich structure in which fiber reinforced resin layers are disposed on both sides of a core material. Examples of the core material include an elastic body, a foam material, and a honeycomb material. For weight reduction, a foam material or a honeycomb material is preferably used. Examples of the foam material include foam materials made of a polymer material such as polyurethane, acrylic, polystyrene, polyimide, vinyl chloride, and phenol. Examples of the honeycomb material include a honeycomb structure material formed from aluminum alloy, paper, and aramid paper.

本発明に係るRTM成形方法の実施に際して用いられる樹脂としては、粘度が低く強化繊維基材への含浸が容易な熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂からなるレジンインジェクションモールディング(RIM)用モノマーが、好ましく用いられる。   As the resin used in carrying out the RTM molding method according to the present invention, a monomer for resin injection molding (RIM) made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin, which has a low viscosity and can be easily impregnated into a reinforcing fiber base, is preferable. Used.

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、グアナミン樹脂、また、ビスマレイド・トリアジン樹脂等のポリイミド樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリジアリルフタレート樹脂、更に、メラミン樹脂、ユリア樹脂やアミノ樹脂がある。   Examples of thermosetting resins include epoxy resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, phenol resins, guanamine resins, polyimide resins such as bismaleide and triazine resins, furan resins, polyurethane resins, polydiallyl phthalate resins, , Melamine resin, urea resin and amino resin.

熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン6樹脂、ナイロン66樹脂、ナイロン11樹脂などのポリアミド樹脂、またはこれらポリアミド樹脂の共重合ポリアミド樹脂、また、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリブチレンテレフタラート樹脂などポリエステル樹脂、またはこれらポリエステル樹脂の共重合ポリエステル樹脂、更に、ポリカーボネート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂など、更にまた、ポリエステルエラストマー樹脂、ポリアミドエラストマー樹脂などに代表される熱可塑性エラストマー樹脂がある。   Examples of the thermoplastic resin include polyamide resins such as nylon 6 resin, nylon 66 resin, and nylon 11 resin, or copolyamide resins of these polyamide resins, and polyester resins such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, Or a copolymerized polyester resin of these polyester resins, further polycarbonate resin, polyamideimide resin, polyphenylene sulfide resin, polyphenylene oxide resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin, polyetherimide resin, polyolefin resin, etc. Furthermore, there are thermoplastic elastomer resins represented by polyester elastomer resin, polyamide elastomer resin and the like.

樹脂として、上記の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴムから選ばれた複数がブレンドされている樹脂を用いることもできる。中でも好ましい樹脂として、自動車用外板部材の意匠性に影響を与える成形時の熱収縮を抑える観点から、エポキシ樹脂がある。   As the resin, a resin in which a plurality selected from the above-mentioned thermosetting resins, thermoplastic resins, and rubbers are blended can also be used. Among them, an epoxy resin is preferable from the viewpoint of suppressing thermal shrinkage at the time of molding, which affects the design of the automotive outer plate member.

一般的に、複合材料用エポキシ樹脂としては、主剤として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂が用いられる。一方、硬化剤としては、ジシアンジアミドにジクロロフェニルジメチル尿素を組み合わせた硬化剤が作業性、物性等のバランスに優れている点で好適に使用されている。しかし、特に限定されるものではなく、ジアミノジフェニルスルホン、芳香族ジアミン、酸無水物ポリアミドなども使用できる。また、樹脂と強化繊維基材の比率は、体積比率で、30:70乃至70:30の範囲が、外板として適当な剛性を保持する点で、好ましく、更に好ましくは、体積比率で、40:60乃至60:40が、樹脂の強化繊維基材への含浸性と含浸速度の観点から好ましい。また、FRP構造体の熱収縮を低減させ、クラックの発生を抑えるという点から、エポキシ樹脂または熱可塑性樹脂やゴム成分などを配合した変性エポキシ樹脂、ナイロン樹脂、ジシクロペタジエン樹脂が、好ましく用いられる。   Generally, as an epoxy resin for composite materials, a bisphenol A type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, or a glycidylamine type epoxy resin is used as a main agent. On the other hand, as the curing agent, a curing agent obtained by combining dicyandiamide with dichlorophenyldimethylurea is preferably used because it has an excellent balance of workability and physical properties. However, it is not particularly limited, and diaminodiphenyl sulfone, aromatic diamine, acid anhydride polyamide and the like can also be used. Further, the ratio of the resin and the reinforcing fiber base is preferably in the range of 30:70 to 70:30 in terms of volume ratio, in that it retains appropriate rigidity as the outer plate, and more preferably in the volume ratio of 40. : 60 to 60:40 is preferable from the viewpoint of the impregnation property and the impregnation speed of the resin to the reinforcing fiber base material. In addition, modified epoxy resin, nylon resin, dicyclopetadiene resin blended with epoxy resin or thermoplastic resin or rubber component is preferably used from the viewpoint of reducing thermal shrinkage of FRP structure and suppressing occurrence of cracks. It is done.

図9は、図1に示す成形型1Aにおいて、型1の温度を測定する温度検出装置とバルブ機構の温度を測定する温度検出装置を追加表示した成形型1Aを示す。図9の成形型1Aにおいて、上型1と下型2とが閉じられたとき、上型1の内壁面と下型2の内壁面との間に、キャビティー3が形成される。上型1の内壁面は、平面寸法800mm×800mm、高さ50mmの緩やかな曲面形状を有し、形成されるキャビティー3の厚さは、1.4mmとした。下型2の内壁面は、キャビティー3の当該厚さが形成されるように、上型1の内壁面の形状にほぼ沿った形状を有するようにした。上型1および下型2に、それぞれ複数の貫通孔を設け、これらの貫通孔を、温度制御機構5a、5bとして用いた。   FIG. 9 shows a molding die 1A additionally displaying a temperature detection device for measuring the temperature of the die 1 and a temperature detection device for measuring the temperature of the valve mechanism in the molding die 1A shown in FIG. In the mold 1 </ b> A of FIG. 9, when the upper mold 1 and the lower mold 2 are closed, a cavity 3 is formed between the inner wall surface of the upper mold 1 and the inner wall surface of the lower mold 2. The inner wall surface of the upper mold 1 has a gently curved surface shape having a plane dimension of 800 mm × 800 mm and a height of 50 mm, and the thickness of the cavity 3 to be formed is 1.4 mm. The inner wall surface of the lower mold 2 has a shape substantially in line with the shape of the inner wall surface of the upper mold 1 so that the thickness of the cavity 3 is formed. The upper mold 1 and the lower mold 2 were each provided with a plurality of through holes, and these through holes were used as the temperature control mechanisms 5a and 5b.

上型1には、5個のバルブ機構6Aを、概ね等配となるように設けた。図9には、その内2個のバルブ機構6Aが示されている。それぞれのバルブ機構6Aの側面に設けられた樹脂導入口は、樹脂供給用のナイロンチューブで樹脂注入機(図示せず)に接続した。バルブ機構6Aの下部(先端部6e)は、円筒で形成し、先端部6eは、上型1に埋設し、その先端面は、キャビティー面まで到達するようにした。先端部6eの先端面に、樹脂吐出口を設けた。埋設されている部分(先端部6e)の直径dを、30mm、埋設されている深さhを、40mmとした。   The upper mold 1 is provided with five valve mechanisms 6A so as to be substantially equally spaced. FIG. 9 shows two of the valve mechanisms 6A. The resin inlet provided on the side surface of each valve mechanism 6A was connected to a resin injector (not shown) with a nylon tube for resin supply. The lower part (tip part 6e) of the valve mechanism 6A was formed in a cylinder, and the tip part 6e was embedded in the upper mold 1 so that the tip surface reached the cavity surface. A resin discharge port was provided on the distal end surface of the distal end portion 6e. The diameter d of the embedded portion (tip portion 6e) was 30 mm, and the embedded depth h was 40 mm.

バルブ機構6Aの流路開閉機構は、ピストンバルブ方式とし、それぞれを油圧シリンダに接続し、開閉駆動できるようにした。ピストンバルブ開放時は、側面の樹脂導入口から横方向にバルブ機構内部に入り、ピストンバルブが摺動する空間から下方に伸びて樹脂吐出口まで到達するよう樹脂流路を形成した。ピストンバルブ閉止時は、ピストンは、樹脂流路内を下降してキャビティーと同一面となる位置まで到達し、この部分では樹脂流路となる空間がピストンにより占有されるが、樹脂導入口からピストンが摺動する部分までの間の樹脂流路は空間のまま残される構造とした。   The flow path opening / closing mechanism of the valve mechanism 6A is a piston valve type, and each is connected to a hydraulic cylinder so that it can be opened and closed. When the piston valve was opened, a resin flow path was formed so as to enter the inside of the valve mechanism laterally from the resin inlet on the side surface and extend downward from the space in which the piston valve slides to reach the resin discharge port. When the piston valve is closed, the piston descends in the resin flow path and reaches a position that is flush with the cavity. In this part, the space that becomes the resin flow path is occupied by the piston. The resin flow path between the piston sliding part is left in a space.

この空間の下部に、貫通孔を2本設け、これらの貫通孔を、温度制御系統12aとして用いた。これらの貫通孔に、外部に設けたチラーから供給した冷却水を循環させた。バルブ機構6Aは、上型1にボルトで固定され、上型1とバルブ機構6Aの間には、O−リングを配置した。バルブ機構6Aの外部からこの空間に隣接する位置まで掘り込みを設け、掘り込み内部に熱電対18を配置して、当該部分の温度を測定できるようにした。   Two through holes were provided in the lower part of this space, and these through holes were used as the temperature control system 12a. The cooling water supplied from the chiller provided outside was circulated through these through holes. The valve mechanism 6A is fixed to the upper mold 1 with bolts, and an O-ring is disposed between the upper mold 1 and the valve mechanism 6A. A digging was provided from the outside of the valve mechanism 6A to a position adjacent to this space, and a thermocouple 18 was arranged inside the digging so that the temperature of the part could be measured.

成形型において、温度制御機構5a、5bの貫通孔の内部に温水を循環させることで、キャビティーの表面温度(キャビティー面のバルブ機構6Aの中心から100mm離れた型温度測定位置19における温度)が100℃となるようにした。このとき、バルブ機構6Aがキャビティー3に表出した部分の表面温度は、95℃であり、バルブ機構6Aに設けた熱電対18による温度測定値は、35℃であった。   In the mold, the surface temperature of the cavity (the temperature at the mold temperature measurement position 19 100 mm away from the center of the valve mechanism 6A on the cavity surface) is obtained by circulating hot water inside the through holes of the temperature control mechanisms 5a and 5b. Was set to 100 ° C. At this time, the surface temperature of the portion of the valve mechanism 6A exposed to the cavity 3 was 95 ° C., and the temperature measured by the thermocouple 18 provided in the valve mechanism 6A was 35 ° C.

成形型は、昇降装置に取り付け、昇降装置上盤21を上昇させることで、成形型を開け、キャビティー3に強化繊維基材4を配設した後、昇降装置上盤21を下降させて型締めした。強化繊維基材として、東レ(株)製CK6252C(平織り、目付315g/m、強化繊維T700SC−12K)を4枚積層したものを用いた。The molding die is attached to the lifting device, and the lifting device upper board 21 is raised to open the molding die. After the reinforcing fiber base 4 is disposed in the cavity 3, the lifting device upper board 21 is lowered to lower the mold. Tightened. As the reinforcing fiber base material, a laminate of four CK6252C (plain weave, basis weight 315 g / m 2 , reinforcing fiber T700SC-12K) manufactured by Toray Industries, Inc. was used.

キャビティー3の内部を図示しない真空ポンプにより真空状態に保ち、図示しない樹脂注入機を用いて、液状樹脂を液送した。この液状樹脂として、エポキシ樹脂(東レ(株)製のエポキシ樹脂TR−C35)を用いた。このエポキシ樹脂TR−C35は、主剤(jER828(ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ樹脂)と硬化剤(東レ(株)製ブレンドTR−C35H(イミダゾール誘導体))とからなり、主剤と硬化剤との混合比を10:1とした。   The inside of the cavity 3 was kept in a vacuum state by a vacuum pump (not shown), and the liquid resin was fed using a resin injection machine (not shown). As this liquid resin, an epoxy resin (epoxy resin TR-C35 manufactured by Toray Industries, Inc.) was used. This epoxy resin TR-C35 consists of a main agent (jER828 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy resin)) and a curing agent (blend TR-C35H (imidazole derivative) manufactured by Toray Industries, Inc.). The mixing ratio was 10: 1.

液状樹脂が、チューブを経由して分岐され、各バルブ機構6Aの側面の樹脂導入口から樹脂流路に入り、流路開閉機構に到達したことを確認して、ピストンバルブを上昇させ、流路を開放した。キャビティー3内に液状樹脂が充満したことを確認して、ピストンバルブを下降させ、流路を閉止した。樹脂注入を開始してから液状樹脂がキャビティー3内に充満するまでに要した時間は、1分であった。   After confirming that the liquid resin is branched via the tube, enters the resin flow path from the resin inlet on the side surface of each valve mechanism 6A, and reaches the flow path opening / closing mechanism, the piston valve is raised, Was released. After confirming that the liquid resin was filled in the cavity 3, the piston valve was lowered and the flow path was closed. The time required from the start of resin injection to the filling of the liquid resin into the cavity 3 was 1 minute.

この状態で17分保持した後、成形型を開けて、成形された繊維強化樹脂成形品を、成形型から取り出した。製造された繊維強化樹脂成形品は、強化繊維基材に樹脂がくまなく含浸して硬化しており、表面状態も良好であった。   After maintaining in this state for 17 minutes, the mold was opened, and the molded fiber-reinforced resin molded product was taken out from the mold. The manufactured fiber reinforced resin molded product was impregnated and cured with resin throughout the reinforcing fiber base, and the surface condition was also good.

引き続き、成形型を清掃し、1回目と同じ積層構成とした強化繊維基材をキャビティーに配置し、成形型を閉じて、1回目と同様の手順で2回目の成形を行った。液状樹脂の注入に要する時間、硬化時間は1回目と同じであった。成形型から取り出した繊維強化樹脂成形品は、1回目の成形と同様の良好な表面を有していた。1回目の繊維強化樹脂成形品の取り出しから2回目の繊維強化樹脂成形品の取り出しまでに要した時間は、22分と短時間であった。   Subsequently, the molding die was cleaned, the reinforcing fiber base material having the same laminated configuration as the first time was placed in the cavity, the molding die was closed, and the second molding was performed in the same procedure as the first time. The time required for the injection of the liquid resin and the curing time were the same as the first time. The fiber-reinforced resin molded product taken out from the mold had a good surface similar to that of the first molding. The time required from taking out the first fiber reinforced resin molded product to taking out the second fiber reinforced resin molded product was as short as 22 minutes.

実施例1で使用した成形型に、5個のバルブ機構それぞれに対し、バルブ機構の下部が埋設されている孔1aから20mmの位置(図7において、L=20mmとなる位置)となるように、4本のカートリッジヒータ20を埋設し、通電加熱した。その結果、キャビティー3の表面温度100℃を保持したとき、バルブ機構6Aがキャビティー3に表出した部分の表面温度は、98℃となった。バルブ機構6Aに設けた熱電対18による温度測定値は、38℃であった。   In the molding die used in Example 1, for each of the five valve mechanisms, the position is 20 mm from the hole 1a in which the lower part of the valve mechanism is embedded (the position where L = 20 mm in FIG. 7). Four cartridge heaters 20 were embedded and energized and heated. As a result, when the surface temperature of the cavity 3 was maintained at 100 ° C., the surface temperature of the portion where the valve mechanism 6A was exposed to the cavity 3 was 98 ° C. The temperature measured by the thermocouple 18 provided in the valve mechanism 6A was 38 ° C.

実施例1と同様の条件で液状樹脂を注入したところ、液状樹脂が充満するまでに要した時間は、1分であった。この状態で15分保持した後、成形型をあけて、成形型から繊維強化樹脂成形品を取り出した。樹脂は強化繊維基材にくまなく含浸して硬化しており、成形品の表面状態も良好であり、実施例1よりも2分短縮して同様の成形品を得ることができた。   When the liquid resin was injected under the same conditions as in Example 1, the time required for the liquid resin to fill was 1 minute. After maintaining in this state for 15 minutes, the mold was opened, and the fiber-reinforced resin molded product was taken out from the mold. The resin was completely impregnated into the reinforcing fiber base material and cured, the surface state of the molded product was good, and a similar molded product could be obtained by shortening by 2 minutes compared to Example 1.

引き続き、成形型を清掃し、1回目と同様の手順で成形を行い、1回目の成形と同様の表面状態に優れる繊維強化樹脂成形品を短時間で得ることができた。1回目の繊維強化樹脂成形品を取り出してから、2回目の繊維強化樹脂成形品を取り出すまでに要した時間は、20分と短時間であった。   Subsequently, the mold was cleaned, and molding was performed in the same procedure as in the first time, and a fiber-reinforced resin molded product having an excellent surface state similar to that in the first molding could be obtained in a short time. The time required from taking out the first fiber reinforced resin molded product to taking out the second fiber reinforced resin molded product was as short as 20 minutes.

比較例1Comparative Example 1

実施例1と同様のキャビティー形状を持つがバルブ機構が設置されていない成形型を用い、実施例1の成形型と同様に成形型に設けた貫通孔に温水を流すことで、キャビティー表面温度が100℃となるように加温保持した。樹脂注入機から延びる樹脂供給用ナイロンチューブを、成形型の複数の型の合わせ面JF(図9参照)に設けた樹脂導入口に接続した。   Using a mold having the same cavity shape as in Example 1 but not having a valve mechanism, the surface of the cavity is made to flow through the through-hole provided in the mold in the same manner as in the mold of Example 1. The temperature was maintained at 100 ° C. A nylon tube for resin supply extending from the resin injection machine was connected to a resin inlet provided on a mating surface JF (see FIG. 9) of a plurality of molds.

成形型内を真空に保持し、実施例1と同様の強化繊維基材、液状樹脂を用いてキャビティーに液状樹脂を注入し、充満させた。この状態で15分保持した後、成形型をあけて繊維強化樹脂成形品を得た。繊維強化樹脂成形品は、強化繊維基材に樹脂がくまなく含浸して硬化しており、表面状態も良好であった。   The inside of the mold was kept in a vacuum, and the liquid resin was injected into the cavity by using the same reinforcing fiber base material and liquid resin as in Example 1 to be filled. After holding in this state for 15 minutes, the mold was opened to obtain a fiber-reinforced resin molded product. The fiber-reinforced resin molded article was cured by impregnating the resin into the reinforcing fiber base material, and the surface condition was also good.

続いて、注入に用いた樹脂チューブを成形型から取り外して廃棄した後に、成形型を清掃し、強化繊維基材を同じ積層でキャビティーに配置した。成形型の複数の型の合わせ面JFに樹脂チューブを設置し成形型を閉じてチューブを把持させた後に、樹脂チューブの他端を樹脂注入機に接続した。その後、1回目と同様の手順で2回目の成形を行ったところ、液状樹脂の注入に要する時間、硬化時間は1回目と同じであった。成形型から取り出した繊維強化樹脂成形品は1回目の成形と同様の良好な表面を有していた。1回目の繊維強化樹脂取り出しから2回目の繊維強化樹脂取り出しまでに要した時間は、30分であり、樹脂チューブの取り外し、廃棄、新しい樹脂チューブの取り付けに時間を要した分、複数回の成形に長い時間を要した。また、樹脂チューブの廃棄物が発生した。   Subsequently, the resin tube used for injection was removed from the mold and discarded, and then the mold was cleaned, and the reinforcing fiber base material was placed in the cavity with the same lamination. After the resin tube was installed on the mating surfaces JF of the plurality of molds and the mold was closed to hold the tube, the other end of the resin tube was connected to a resin injector. Thereafter, when the second molding was performed in the same procedure as the first, the time required for the injection of the liquid resin and the curing time were the same as the first. The fiber reinforced resin molded product taken out from the mold had a good surface similar to the first molding. The time required from taking out the first fiber reinforced resin to taking out the second fiber reinforced resin was 30 minutes, and it took several minutes to remove, discard, and install a new resin tube. It took a long time. Also, resin tube waste was generated.

本発明に係るRTM成形方法によれば、成形型内に液状樹脂(流動性を有している状態にある樹脂)を注入し、成形型内で、当該樹脂を固化させるに際し、樹脂注入経路における液状樹脂の不都合な固化を防止でき、望ましい円滑な樹脂注入操作および円滑な樹脂注入の開始、停止動作が可能となる。また、注入樹脂の固化を防止できるので、使い捨ての樹脂チューブを用いなくても、樹脂流路の開閉が可能となる。したがって、成形サイクル全体の作業性を向上でき、成形品の生産性を向上できる。また、従来発生していた樹脂チューブ等の廃棄物を削減することも可能となる。   According to the RTM molding method of the present invention, when a liquid resin (resin in a state having fluidity) is injected into a molding die and the resin is solidified in the molding die, Inadequate solidification of the liquid resin can be prevented, and desired smooth resin injection operation and smooth start and stop operations of resin injection can be performed. Moreover, since the injection resin can be prevented from solidifying, the resin flow path can be opened and closed without using a disposable resin tube. Therefore, the workability of the entire molding cycle can be improved, and the productivity of the molded product can be improved. In addition, it is possible to reduce wastes such as resin tubes that have been generated conventionally.

また、このようなRTM成形方法を用いれば、成形型のキャビティーへの樹脂注入を円滑に行うことができ、繰返し成形を行う場合に、タクトタイムの短縮を図ることができ、FRP成形品の生産効率を大幅に高めることができる。   Further, if such an RTM molding method is used, the resin can be smoothly injected into the cavity of the molding die, and the tact time can be shortened when repeatedly molding, so that the FRP molded product can be reduced. Production efficiency can be greatly increased.

1:上型
1A:成形型
1a:バルブ機構取り付け孔
1B:型開閉機構
1Bd:昇降機構
1C:樹脂供給主管
1Ca、1Cb:樹脂供給枝管
2:下型
3:キャビティー
4:強化繊維基材
5a、5b:温度制御機構
5a−1、5a−2、5a−3:温度制御機構
6A、6B:バルブ機構
6a:バルブ本体
6b:樹脂流路
6b−1:横方向を向く樹脂流路
6b−2:上下方向を向く樹脂流路
6c:樹脂流路の入口
6d:樹脂流路の出口
6e:バルブ本体の先端部
6f:バルブ本体の後端部
6g:O−リング
10:ピストン
10a:ピストン移動孔
11:樹脂滞留部
12a、12b:温度制御系統
13:他の温度制御系統
14:O−リング
15:ピストン駆動装置
17:O−リング
18:熱電対
19:型温度測定位置
20:カートリッジヒータ
21:昇降上盤
22:支柱
23:昇降下盤
46A:バルブ機構
d:バルブ機構の先端部の直径
FRP1:繊維強化樹脂成形体
h:バルブ機構の先端部の型への埋設深さ
JF:成形型の複数の型の合わせ面
L:バルブ機構の先端部と温度制御機構との間の最短距離
Rm:流動性を有する状態にある樹脂
1: Upper mold 1A: Mold 1a: Valve mechanism mounting hole 1B: Mold opening / closing mechanism 1Bd: Lifting mechanism 1C: Resin supply main pipe 1Ca, 1Cb: Resin supply branch pipe 2: Lower mold 3: Cavity 4: Reinforced fiber base material 5a, 5b: Temperature control mechanism 5a-1, 5a-2, 5a-3: Temperature control mechanism 6A, 6B: Valve mechanism 6a: Valve body 6b: Resin channel 6b-1: Resin channel 6b- facing in the horizontal direction 2: Up and down direction resin flow path 6c: Resin flow path inlet 6d: Resin flow path outlet 6e: Valve body tip 6f: Valve body rear end 6g: O-ring 10: Piston 10a: Piston movement Hole 11: Resin staying part 12a, 12b: Temperature control system 13: Other temperature control system 14: O-ring 15: Piston drive 17: O-ring 18: Thermocouple 19: Mold temperature measurement position 20: Cartridge heater 21 : Raising board 22: Post 23: Elevating lower board 46A: Valve mechanism d: Diameter of the tip of the valve mechanism FRP1: Fiber reinforced resin molding h: Depth of embedding in the mold of the tip of the valve mechanism JF: Mold Plural types of mating surfaces L: shortest distance Rm between the tip of the valve mechanism and the temperature control mechanism Rm: resin in a fluid state

Claims (16)

(a)複数の型と、(b)該複数の型の少なくとも一つの型に設けられた型の温度を調節する温度制御機構と、(c)該複数の型を開閉する型開閉機構と、(d)前記複数の型が閉じられたとき、前記複数の型の内壁面間に形成されるキャビティーと、(e)該キャビティーに流動性を有している状態にある樹脂を供給する樹脂導入路と、(f)該樹脂導入路に設けられ、該樹脂導入路から前記キャビティーへの前記樹脂の供給の開始および停止を行うバルブ機構とからなる成形型が用いられ、(g)前記キャビティー内に強化繊維基材が収容された後、前記複数の型が前記型開閉機構により閉じられ、(h)前記複数の型が閉じられた後、前記樹脂が、前記樹脂導入路から前記バルブ機構を経て前記キャビティー内に供給され、(i)前記樹脂の供給が完了した後、前記バルブ機構により、前記樹脂の供給が停止せしめられ、(j)前記温度制御機構により、前記キャビティー内の前記強化繊維基材に含浸した前記樹脂が固まるように、前記キャビティー内の温度が調節され、(k)前記樹脂の固化が完了した後、前記型開閉機構により、前記複数の型の間を開放し、前記強化繊維基材と前記樹脂からなる繊維強化樹脂成形体を前記成形型から取り出してなるRTM成形方法において、
(l)前記バルブ機構が、前記成形型に複数設けられ、
(m)該複数のバルブ機構のそれぞれに、当該バルブ機構の温度を調節する一乃至複数の温度制御系統が設けられ、
(n)前記複数のバルブ機構から、前記流動性を有している状態にある樹脂が、前記キャビティー内に供給されるRTM成形方法。
(A) a plurality of molds, (b) a temperature control mechanism for adjusting the temperature of a mold provided in at least one of the plurality of molds, and (c) a mold opening / closing mechanism for opening and closing the plurality of molds, (D) When the plurality of molds are closed, a cavity formed between the inner wall surfaces of the plurality of molds, and (e) supplying resin in a fluid state to the cavities. A molding die comprising a resin introduction path and (f) a valve mechanism that is provided in the resin introduction path and starts and stops the supply of the resin from the resin introduction path to the cavity; (g) After the reinforcing fiber base is accommodated in the cavity, the plurality of molds are closed by the mold opening / closing mechanism, and (h) after the plurality of molds are closed, the resin is removed from the resin introduction path. Supplied to the cavity via the valve mechanism, (i) After the supply of fat is completed, the supply of the resin is stopped by the valve mechanism, and (j) the resin impregnated in the reinforcing fiber base in the cavity is solidified by the temperature control mechanism. The temperature in the cavity is adjusted, and (k) after the resin is solidified, the mold opening / closing mechanism opens the plurality of molds, and the fibers are made of the reinforcing fiber base and the resin. In the RTM molding method in which the reinforced resin molding is taken out of the mold,
(L) A plurality of the valve mechanisms are provided in the mold,
(M) Each of the plurality of valve mechanisms is provided with one or more temperature control systems for adjusting the temperature of the valve mechanism,
(N) The RTM molding method in which the resin having the fluidity is supplied from the plurality of valve mechanisms into the cavity.
前記バルブ機構に設けられた一乃至複数の温度制御系統のうち少なくとも一つの系統に、温度調節用媒体を流動させ続けることにより、前記キャビティー内で、前記流動性を有している状態にある樹脂の固化が行われている際にも、前記樹脂導入路における樹脂の流動が停止されている状態において、前記樹脂導入路中に滞留している前記流動性を有している状態にある樹脂が、流動性を有している状態に保持される請求項1に記載のRTM成形方法。   The fluidity is maintained in the cavity by continuously flowing the temperature adjusting medium to at least one of the one or more temperature control systems provided in the valve mechanism. Even when the resin is solidified, in the state where the flow of the resin in the resin introduction path is stopped, the resin in the state having the fluidity staying in the resin introduction path The RTM molding method according to claim 1, wherein the RTM is maintained in a fluid state. 前記バルブ機構が、その一部である先端部において、前記型に埋設され、前記樹脂導入路の先端が、前記バルブ機構を経て前記キャビティーを形成する前記型の内壁面に開口するように前記型に設けられ、前記バルブ機構に設けられた一乃至複数の温度制御系統のうち少なくとも一つの系統が、前記樹脂導入路における樹脂の流動が停止している状態において、前記樹脂導入路中に前記流動性を有している状態にある樹脂が滞留する樹脂滞留部と前記バルブ機構の前記先端部との間に位置する系統である請求項1に記載のRTM成形方法。   The valve mechanism is embedded in the mold at a tip portion that is a part of the valve mechanism, and the tip of the resin introduction path opens to the inner wall surface of the mold that forms the cavity via the valve mechanism. In the state where at least one of the one or more temperature control systems provided in the mold and provided in the valve mechanism is stopped in the resin introduction path, 2. The RTM molding method according to claim 1, wherein the RTM molding method is a system located between a resin retaining portion where a resin in a fluid state is retained and the tip portion of the valve mechanism. 前記樹脂滞留部と前記バルブ機構の先端部との間に位置する前記系統が、前記バルブ機構の内部に設けられた温度調節用媒体流路に温度調節用媒体を流す系統であり、当該温度調節用媒体により、前記バルブ機構を冷却する請求項3に記載のRTM成形方法。   The system located between the resin staying part and the tip of the valve mechanism is a system that allows a temperature adjusting medium to flow through a temperature adjusting medium flow path provided inside the valve mechanism. The RTM molding method according to claim 3, wherein the valve mechanism is cooled by a working medium. 前記バルブ機構の前記先端部に、他の温度制御系統が配設され、該他の温度制御系統が、前記バルブ機構を加熱する請求項3に記載のRTM成形方法。   The RTM molding method according to claim 3, wherein another temperature control system is disposed at the tip of the valve mechanism, and the other temperature control system heats the valve mechanism. 前記バルブ機構の前記先端部の直径dと深さhが、d≦hの関係を満足している請求項3に記載のRTM成形方法。   The RTM molding method according to claim 3, wherein a diameter d and a depth h of the tip portion of the valve mechanism satisfy a relationship of d ≦ h. 前記複数のバルブ機構が、各々独立して開閉される請求項1に記載のRTM成形方法。   The RTM molding method according to claim 1, wherein the plurality of valve mechanisms are independently opened and closed. 前記成形型に設けられた温度制御機構が、前記バルブ機構の前記先端部の周辺部とその他の部分で異なる系統の温度制御機構からなる請求項3に記載のRTM成形方法。   4. The RTM molding method according to claim 3, wherein the temperature control mechanism provided in the mold includes a temperature control mechanism of a different system in a peripheral portion of the tip portion of the valve mechanism and other portions. 前記成形型に設けられた温度制御機構のうち、前記バルブ機構の前記先端部の周辺部の温度制御機構が、前記バルブ機構の前記先端部を囲むように成形型に配設されている請求項8に記載のRTM成形方法。   The temperature control mechanism in the periphery of the tip of the valve mechanism among the temperature control mechanisms provided in the mold is disposed in the mold so as to surround the tip of the valve mechanism. 8. The RTM molding method according to 8. 前記成形型に設けられた温度制御機構が、前記バルブ機構の前記先端部と前記型との界面からの距離Lが、L≦30mmの関係を満足する位置に配設されている請求項3に記載のRTM成形方法。   The temperature control mechanism provided in the said shaping | molding die is arrange | positioned in the position where the distance L from the interface of the said front-end | tip part of the said valve mechanism and the said mold satisfies the relationship of L <= 30mm. The described RTM molding method. 前記複数のバルブ機構を含む前記樹脂導入路の複数が、同一の樹脂供給源に結合され、該樹脂供給源と前記バルブ機構をつなぐ前記複数の樹脂導入路に、前記キャビティー内に導入されるときの樹脂の温度より高い温度に、樹脂の温度を調節する供給樹脂温度調節機構が設けられ、該供給樹脂温度調節機構により、前記樹脂導入路の樹脂の温度を調節する請求項1に記載のRTM成形方法。   A plurality of the resin introduction paths including the plurality of valve mechanisms are coupled to the same resin supply source, and introduced into the cavity into the plurality of resin introduction paths connecting the resin supply source and the valve mechanism. The supply resin temperature adjustment mechanism which adjusts the temperature of the resin to a temperature higher than the temperature of the resin is provided, and the temperature of the resin in the resin introduction path is adjusted by the supply resin temperature adjustment mechanism. RTM molding method. 前記強化繊維基材が、シート状である請求項1に記載のRTM成形方法。   The RTM molding method according to claim 1, wherein the reinforcing fiber base is a sheet. 前記強化繊維基材が、その内部にコア材を有している請求項1に記載のRTM成形方法。   The RTM molding method according to claim 1, wherein the reinforcing fiber base has a core material therein. 前記キャビティー内において、前記樹脂導入路の前記型の内壁面における開口位置と強化繊維基材との間に、前記キャビティー内における樹脂流路形成用のメディアが配置されている請求項1に記載のRTM成形方法。   In the cavity, a resin flow path forming medium in the cavity is disposed between an opening position on the inner wall surface of the mold of the resin introduction path and a reinforcing fiber base. The described RTM molding method. 前記メディアの厚みが、0.2乃至1mmである請求項14に記載のRTM成形方法。   The RTM molding method according to claim 14, wherein the media has a thickness of 0.2 to 1 mm. 請求項1に記載のRTM成形方法を用いて繊維強化樹脂成形体を製造する繊維強化樹脂成形体の製造方法。   The manufacturing method of the fiber reinforced resin molded object which manufactures a fiber reinforced resin molded object using the RTM molding method of Claim 1.
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